Презентация "Количество теплоты. Удельная теплоемкость. Подготовка к ГИА" 10-11 класс

Количество теплоты. Удельная теплоемкость Подготовка к ГИА Учитель: Попова И.А. МОУ СОШ № 30 г. Белово Белово 2010 Цель:

• повторение основных понятий и формул, связанных с количеством теплоты, а также разбор задач различного уровня сложности в соответствии с кодификатором ГИА и планом демонстрационного варианта экзаменационной работы

Теплопередача осуществляется от более нагретого тела к менее нагретому

• При теплопередаче (теплообмене) внутренняя энергия одних тел уменьшается, а других – увеличивается, без изменения механической энергии тел и без совершения работы.
• При этом уменьшается внутренняя энергия тела-нагревателя, а внутренняя энергия нагреваемого тела увеличивается .

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

Сколько энергии передается?

• Для того, чтобы ответить на этот вопрос вводится понятие
• количество теплоты

Сколько энергии?

Количество теплоты

• Энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче, называют количеством теплоты.
• Количество теплоты обозначают буквой Q.
• Как и всякий другой вид энергии, количество теплоты измеряют в джоулях (Дж)
• 1 кДж = 1000 Дж;

Ранее количество теплоты измерялось в калориях (кал) или килокалориях (ккал).

1 ккал = 1000 кал.

1 кал =4,19 Дж.

Количество теплоты зависит

• От массы тела:
• Q ~ m;
• от изменения его температуры:
• Q ~ Δt;
• От рода вещества.

500 С

1000 С

Вода

Масло

В каком случае вода быстрее нагреется?

Количество теплоты зависит Зависимость количества теплоты от рода вещества, можно подтвердить, если налить в один сосуд воду, другой растительное масло (с одинаковыми массами). Оба сосуда будем нагревать на одинаковых горелках. Через 5 минут увидим, что масло имеет более высокую температуру, чем вода.

Вода

Масло

Удельная теплоемкость

• Скорость нагревания вещества характеризует физическая величина – удельная теплоемкость.
• Физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой 1 кг для того, чтобы его температура изменилась на 1 °С, называется удельной теплоемкостью вещества.

1 кг

На 10С

Удельная теплоемкость вещества показывает, на сколько изменяется внутренняя энергия вещества массой 1 кг при изменении его температуры на 1 0 С

Удельная теплоемкость

• Удельная теплоемкость вещества обозначается буквой с ;
• измеряется в Дж/кг·С.
• Удельную теплоемкость данного вещества можно приближенно считать постоянной величиной.
• У разных веществ удельная теплоемкость имеет разные значения.
• Удельная теплоемкость вещества, находящегося в различных агрегатных состояниях, различна (например: вода и лёд).

1 кг

На 10С

Удельная теплоемкость различных веществ Расчет количества теплоты

• Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяемое им при охлаждении, следует удельную теплоемкость вещества умножить на массу тела и на разность между начальной и конечной температурами:
• Q = C·m·(t2 – t1)
• Или
• Q = C·m·Δt
• где Δt = t2 – t1 – разность температур

Пример расчета количества теплоты

Q = 42000 Дж

C = 4200 Дж/кг0С

Q = C · m · Δt

Q = 4200 Дж/кг0С · 1 кг · 10 0С

• Какое количество теплоты необходимо для нагревания воды массой 1 кг на 100 С?

Это интересно…

• … в пустынях днем очень жарко, а ночью температура падает ниже 0°С. Это происходит потому, что песок обладает малой удельной теплоемкостью, поэтому быстро нагревается и охлаждается.
• Человек и животные передают тепло окружающей среде (теплопродукция). Теплопродукция одного человека за год составляет 4 000 000 000 Дж теплоты.

Словарь терминов

• Количество теплоты – энергия, которую получает или теряет тело при теплопередачи.
• Удельная теплоёмкость вещества – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой 1 кг для того. Чтобы его температура изменилась на 1 С.

Рассмотрим задачи: Подборка заданий по кинематике (из заданий ГИА 2008-2010 гг.) ГИА-2008-7. Удельная теплоемкость меди равна 380 Дж / кг °С. Как изменилась внутренняя энергия 1 кг меди при ее нагревании на 1°С?

• 1. Увеличилась на 380 Дж / кг °С.
• 2. Уменьшилась на 380 Дж/кг °С.
• 3. Не изменилась.
• 4. Может увеличиться или уменьшиться.

ГИА-2008-7. Удельная теплоемкость меди равна 380 Дж/(кг⋅°С). Это означает, что

• 1) при температуре 0°С 1 кг меди выделяет 380 Дж энергии.
• 2) при плавлении куска меди в 1 кг потребляется 380 Дж энергии.
• 3) для нагревания 1 кг меди на 1°С необходимо 380 Дж энергии.
• 4) для нагревания 1 кг меди на 380°С затрачивается 1 Дж энергии.

ГИА-2008-8. Графики нагревания трех тел одинаковой массы (зависимость температуры Т°С от времени t) представлена на рисунке. Удельная теплоемкость какого тела больше?

• 1. 1.
• 2. 2.
• 3. 3.
• 4. Удельные теплоемкости всех трех тел одинаковы

ГИА-2010-8. На рисунке изображены графики зависимости изменения температуры от времени для трех первоначально твердых тел одинаковой массы при одинаковых условиях нагревания. У какого из этих тел наибольшая удельная теплоемкость в твердом состоянии?

1)1

2)2

3)3

4) удельная теплоемкость в твердом состоянии у всех трех одинакова

ГИА-2010-8. В одинаковые сосуды с холодной водой опустили нагретые до 1000С сплошные шары одинакового объема, в первый сосуд — из меди, а во второй — из цинка. После достижения состояния теплового равновесия оказалось, что в сосудах установилась разная температура. В каком из сосудов окажется более высокая температура?

1) В первом сосуде, так как удельная теплоемкость меди больше

удельной теплоемкости цинка.

2) В первом сосуде, так как плотность меди больше плотности цинка.

3) Во втором сосуде, так как удельная теплоемкость цинка больше удельной теплоемкости меди.

4) Во втором сосуде, так как плотность цинка больше плотности меди.

2010 г. (ГИА-9). 8. На одинаковых спиртовках нагревают одинаковые массы воды, спирта, льда и меди. Какой из графиков соответствует нагреванию воды?

• 1) 1
• 2) 2
• 3) 3
• 4) 4

ГИА-2010-8. Кастрюлю с водой поставили на газовую плиту. Газ горит постоянно. Зависимость температуры воды от времени представлена на рисунке. Из графика можно сделать вывод, что

1) теплоемкость воды увеличивается

с течением времени

2) через 5 мин вся вода испарилась

3) при температуре 350 К вода отдает воздуху столько тепла, сколько получает от газа

4) через 5 мин теплоемкость воды достигла максимального значение

ГИА-2010-8. На рисунке приведен график зависимости температуры некоторой массы вещества от времени нагревания. Согласно графику

1) температура вещества прямо пропорциональна времени нагревания

2) в промежутке времени от 0 до t1 температура вещества повышается, а затем вещество кипит

3) в промежутке времени от 0 до t1 температура вещества повышается, а затем вещество плавится

4) в промежутке времени от 0 до t1 идет повышение температуры вещества, а в промежутке от t1 до t2 температура не меняется

ГИА-2009-21. Скорость теплообмена тела теплоемкостью 200 Дж/К показана на рисунке. На сколько кельвин изменится температура этого тела за 5 с?

• 2,5

Ответ: ________(К)

ГИА-2008-22. Какая энергия требуется для плавления 1 кг льда, взятого при температуре плавления?

• Ответ: ___________________ кДж

Q = λ m

330

(ГИА 2009 г.) 21. На рисунке представлен график зависимости температуры от полученного количества теплоты в процессе нагревания металлического цилиндра массой 100 г. Определите удельную теплоемкость металла.

Ответ: __________(Дж/кг·°С)

380

ГИА-2010-21. На рисунке представлен график зависимости температуры тела массой 100 г от количества полученной теплоты. Определить удельную теплоемкость этого тела.

100

Ответ: _______(Дж/кг0С)

ГИА-2009-21. По заданному графику зависимости температуры от времени нагревания куска олова массой 2 кг определите количество теплоты, которое потребуется для нагревания твердого олова до температуры плавления.

• 92

Ответ: ________(кДж)

ГИА-2009-22. В тонкостенном стакане находилась вода массой 40 г при температуре 20 °С. В стакан долили воду массой 160 г при температуре 100 °С. Какой стала температура воды после установления теплового равновесия? Потери тепла на нагревание стакана и излучение считайте пренебрежимо малыми. Ответ выразите числом (в °С).

84

ГИА-2009-22. В тонкостенном стакане находилось 100 г воды при температуре 25 °С. В воду опустили тело массой 50 г с удельной теплоемкостью вещества 700 Дж/кг • К. После установления теплового равновесия температура воды повысилась на 5 °С. Определите начальную температуру тела. Потери тепла на нагревание стакана и излучение считайте пренебрежимо малыми. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг • К. Ответ выразить числом (в °С).

90

ГИА-2009-21. На рисунке приведен график зависимости температуры тела от подводимого количества теплоты. Масса тела 2 кг. Какова удельная теплоемкость этого тела?

• 375

Ответ: ____________(ДЖ/кг∙0С)

(ЕГЭ 2008 г., ДЕМО) А13. На рисунке представлен график зависимости абсолютной температуры T воды массой m от времени t при осуществлении теплоотвода с постоянной мощностью P. В момент времени t = 0 вода находилась в газообразном состоянии. Какое из приведенных ниже выражений определяет удельную теплоемкость льда по результатам этого опыта? (ЕГЭ 2001 г.) А14. Фарфоровую статуэтку массой 0,2 кг обжигали при температуре 1500 К и выставили на стол, где она остыла до температуры 300 К. Какое количество тепла выделила статуэтка при остывании?

• 2,6.105 Дж
• 3,3.105 Дж
• 6,6.104 Дж
• 2,6.102 Дж

(ЕГЭ 2003 г., КИМ) А11. При охлаждении твердого тела массой m температура тела понизилась на T. По какой из приводимых ниже формул следует рассчитывать количество отданной телом теплоты Q? с – удельная теплоемкость вещества. (ЕГЭ 2005 г., ДЕМО) А9. При нагревании текстолитовой пластинки массой 0,2 кг от 30º C до 90º C потребовалось затратить 18 кДж энергии. Следовательно, удельная теплоемкость текстолита равна

• 0,75 кДж/(кгК)
• 1 кДж/(кгК)
• 1,5 кДж/(кгК)
• 3 кДж/(кгК)

2005 г. А11 (КИМ). При передаче твердому телу массой m количества теплоты Q температура тела повысилась на ΔТ. Какое из приведенных ниже выражений определяет удельную теплоемкость вещества этого тела? Литература

• Гутник, Е. М., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / Е. М. Гутник, А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 302 с.
• Зорин, Н.И. ГИА 2010. Физика. Тренировочные задания: 9 класс / Н.И. Зорин. – М.: Эксмо, 2010. – 112 с. – (Государственная (итоговая) аттестация (в новой форме).
• Кабардин, О.Ф. Физика. 9 кл.: сборник тестовых заданий для подготовки к итоговой аттестации за курс основной школы / О.Ф. Кабардин. – М.: Дрофа, 2008. – 219 с;
• КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ. Класс!ная физика для любознательных. //[Электронный ресурс] //http://class-fizika.narod.ru/8_6.htm
• Перышкин, А. В., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 198 с.
• Перышкин, А. В., Физика. 8 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 196 с.
• Тепловые явления. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов //[Электронный ресурс] // http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669b7977-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/1_8.swf
• Теплоизоляционные материалы. KrovlyaMarket. //[Электронный ресурс]// http://www.krovlyamarket.com.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=51&Itemid=61
• ТЕПЛОПЕРЕДАЧА. Класс!ная физика //[Электронный ресурс]// http://class-fizika.narod.ru/8_3.htm
• Теплопродукция //[Электронный ресурс] // http://image.shutterstock.com/display_pic_with_logo/192493/192493,1206909172,5/stock-photo-taking-the-temperature-of-a-sick-girl-isolated-on-white-10934995.jpg
• Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ГИА-9 2010 г. //[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/214/docs/
• Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ЕГЭ 2001-2010 //[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/92/docs/